中藥對Aβ清除作用的研究進展
綜述
作者：李鵬 黃福開 楊春 周辛 劉玉峰 嚴斌 宋小萍 劉亞麗 原林
[摘要] β澱粉樣蛋白（β-amyloid peptide，Aβ）在腦組織中聚集和沉積，啟動了阿爾茨海默病（Alzheimer′s disease，AD）的病理過程。因此，促進Aβ清除，是防治阿爾茨海默病的重要靶點之一。研究證明一些中藥複方及提取物能影響澱粉蛋白降解酶的活性，血腦屏障的轉運及小膠質細胞的吞噬，促進Aβ清除，改善阿爾茨海默病動物模型的記憶和學習。該文綜述了Aβ與阿爾茨海默病關係，Aβ清除機製以及中藥對Aβ清除作用。
[關鍵詞]中藥；β澱粉樣蛋白；清除
阿爾茨海默病（Alzheimer′s disease，AD）是中樞神經係統一種退行性疾病。該病屬祖國醫學呆證、文癡、鬱證、癲證等範疇[1]。病人主要表現是漸進性記憶、學習及其他認知功能的障礙。致病因素有多種，最為重要的是增齡和遺傳因素[2-3]。各種原因導致β澱粉樣蛋白（β-amyloid peptide，Aβ）產生和清除失衡，過多Aβ在腦組織中聚集和沉積，是阿爾茨海默病發病的始動因素和中心環節[4-5]。因此，減少Aβ的產生和促進Aβ的清除，是阿爾茨海默病防治研究的一個重要方麵[2-3]。中藥實驗從抑製Aβ的產生到促進神經元損傷的修複，都取得了一定的效果[1，5]。近年來，人們開始認識到腦內Aβ清除減少與晚發性散在性阿爾茨海默病的發生密切相關，Aβ的清除機製成為重要的研究領域[6]。本文就Aβ與阿爾茨海默病的關係，腦內Aβ清除機製以及中藥促進Aβ清除作一綜述。
1Aβ與阿爾茨海默病
Aβ是由36～43個氨基酸組成的肽[7]，由β澱粉樣前體蛋白（amyloid precursor protein，APP）經β，γ-分泌酶水解而成[8]。Aβ在腦中聚集和沉積，參與阿爾茨海默病的病理過程。Aβ在腦組織沉積形成老年斑（senile plaque，SP）是阿爾茨海默病特征性病理之一[3-4]。Aβ聚集後，具有神經毒性，能和多種細胞表麵分子結合，包括受體酪氨酸激酶EphB2和晚期糖化終產物受體RAGE，激活細胞內信號通路，可引起氧化應急損傷，擾亂細胞內鈣平衡，抑製海馬LTP，損壞線粒體功能，破壞神經遞質係統，誘導神經元tau蛋白磷酸化，加重興奮性氨基酸的神經毒，誘導神經元凋亡，並可以激活膠質細胞的方式產生炎症反應，參與AD的病理的形成[2-3]。
Aβ產生和清除的失衡，導致過多的Aβ聚集和沉積，可能是阿爾茨海默病的始動因素[7]。目前已發現APP，PS1，PS2等基因突變導致Aβ產生增加，這是少數早發性家族性阿爾茨海默病發病的根本原因[3]。而腦內Aβ清除減少與占多數的晚發性散在性阿爾茨海默病的發生密切相關[6]。因此，促進Aβ的清除，成為防治阿爾茨海默病的重要靶點。
2Aβ的清除
在體內，Aβ主要通過以下幾種途徑降解清除[4， 9]，Aβ通過酶降解；Aβ結合LRP和ApoE形成複合體穿過血腦屏障，在體循環中清除；激活小膠質細胞吞噬Aβ後降解。另外，近年來有研究報道，在阿爾茨海默病和健康人群中發現了內源性抗Aβ抗體，但是它們存在水平很低，在阿爾茨海默病人中呈下降趨勢[10-11]。
2.1澱粉蛋白降解酶（amyloid-degrading enzymes，ADEs）降解Aβ最先發現的澱粉蛋白降解酶是2個鋅金屬蛋白酶，腦啡肽酶（neprilysin，NEP）和胰島素降解酶（insulin-degrading enzyme，IDE）。目前這一類酶近20個，包括絲氨酸蛋白酶，半胱氨酸蛋白酶，以及大量的鋅金屬蛋白酶[12]。大多數是由神經元或神經膠質細胞產生，但也有一些在腦血管上分泌，其活性的降低與腦澱粉樣血管病（cerebral amyloid angiopathy，CAA）的發生有關[13]。澱粉蛋白降解酶，最主要的有腦啡肽酶及其同係物，胰島素降解酶，內皮素轉化酶，血管緊張素轉化酶，纖溶酶和基質金屬蛋白酶等[4，6，14]。一些因素，如年齡，遺傳因素和疾病（如高血壓和糖尿病）等，會降低澱粉蛋白降解酶的活性，導致阿爾茨海默病的發生[13]。
研究發現，在AD動物模型中，上調這些酶活性，能有效清除澱粉樣斑塊，並改善認知[12]。最近，通過表觀遺傳學研究，操縱澱粉蛋白降解酶的基因，調節降解酶表達，為Aβ的清除開辟新的路徑[14]。
2.2血腦屏障（the blood-brain barrier，BBB）對Aβ清除 Zlokovic[15]提出了神經血管假說，認為Aβ跨血腦屏障轉運異常導致腦內Aβ清除減少，Aβ聚集和沉積。Aβ的跨血腦屏障轉運主要通過低密度脂蛋白受體相關蛋白-1（LRP-1）及晚期糖基化終產物受體（RAGE）完成[16-17]。LRP-1主要介導腦內Aβ轉運出腦，而RAGE主要參與Aβ轉運入腦[6]。
LRP-1和ApoE主要介導Aβ轉運出腦。在Aβ跨血腦屏障轉運中，Aβ先與LRP-1配體（ApoE，α2M）形成複合物後，再與LRP-1結合使LRP-1尾部磷酸化，並共同內陷形成內體，經血腦屏障跨細胞轉運入血或被溶酶體吞噬而降解[18]。LRP-1是主要介導Aβ轉運出腦和清除的細胞表麵受體，血漿中可溶性LRP-1（sLRP-1）轉運外周的Aβ，腦血管內皮細胞和壁細胞上的LRP-1介導Aβ跨越血腦屏障轉運出腦，LRP-1在肝髒內介導清除全身的Aβ[19]。載脂蛋白E（ApolipoproteinE，ApoE）是LRP-1介導Aβ轉運出腦的主要配體，有3種亞型，E2，E3和E4，正常人群以E3為主，轉運Aβ的是ApoE2和ApoE3，但不是ApoE4[17]。ApoE4既不能轉運清除Aβ，又易與Aβ結合，並加速Aβ的聚集，ApoE4基因與晚發性散在性阿爾茨海默病有關，是阿爾茨海默病發生的危險因子[20]。
RAGE介導Aβ跨越血腦屏障入腦，並且伴隨著血管內皮細胞內反應性氧化物（reactive oxygen species，ROS）的生成和介導炎症反應的核轉錄因子-κB（NF-κB）的活化，導致細胞因子產生增加，包括腫瘤壞死因子（TNF-α），白細胞介素（IL）1β和IL-6，單核細胞趨化蛋白1（MCP-1），以及一些白細胞黏附分子表達的增加[17]。 RAGE還介導單核細胞運載Aβ跨越血腦屏障[17]。在阿爾茨海默病患者和APP轉基因動物模型中，RAGE 在血腦屏障上的表達顯著上調，導致更多的Aβ轉運入腦和沉積，這又會刺激RAGE表達增加，從而形成惡性循環[21]。
LRP-1，ApoE和RAGE可能是防治阿爾茨海默病的潛在靶點[18-19，22]。增加LRP1表達可以通過：生活方式變化（如飲食，運動和環境），藥物（如他汀類藥物，天然藥物提取物），以及基因治療[19]。開發新的治療方法，抑製ApoE4基因在神經元中表達[2]。針對RAGE的幹預，包括RAGE抑製劑，拮抗劑，RAGE抗體，可溶性RAGE或RAGE信號抑製劑（如透膜的抗氧化劑），可能是有前途的治療[22]。
2.3小膠質細胞（microglia，MG）對Aβ吞噬小膠質細胞在阿爾茨海默病中發揮著雙重作用。小膠質細胞可被Aβ激活，一方麵產生大量炎性因子和神經毒性介質，誘發炎性反應，損傷神經元；另一方麵，激活的小膠質細胞可以吞噬Aβ，從而保護神經元[23]。在阿爾茨海默病患者中，Aβ的持續刺激會加速小膠質細胞衰老，導致小膠質細胞功能不良，吞噬Aβ功能減弱[24]。在阿爾茨海默病的不同時期，小膠質細胞發揮的作用是否相同，尚不清楚，但是有研究表明，在阿爾茨海默病初期，小膠質細胞可以吞噬降解Aβ，而在後期，小膠質細胞受到損傷，吞噬作用顯著降低[25]。體外實驗支持小膠質細胞對Aβ的吞噬作用，但是現有技術限製了對小膠質細胞的認識和研究[26]。因此，如何有效的激活小膠質細胞，提高其特異性吞噬Aβ的特性，而減少其產生炎性因子和神經毒性介質，對阿爾茨海默病的防治具有重要意義。
3中藥對Aβ清除
研究發現，中藥有效成分如人參皂苷、蛇床子素、紅景天素、黃皮酰胺等對阿爾茨海默病的病理環節起效[1]，但中藥研究側重於對Aβ代謝（主要是生成）及毒性的影響較多，而較少研究中藥促進Aβ的降解[5]。
3.1中藥調節澱粉蛋白降解酶活性降解Aβ研究發現，一些複方中藥（如通絡救腦、腦爾康）和中藥提取物（如人參皂苷）能上調澱粉蛋白降解酶的活性，降低澱粉樣斑塊，並能改善認知。
通絡救腦，依據“毒損腦絡”假說，選用瀉火解毒的梔子為君藥，行瘀止血的三七為臣藥，分離提取有效成分製成的注射液，具有解毒通絡功效[27]。主要成分為梔子苷、人參皂苷及京尼平甙酸，每7.7 g·L-1的通絡救腦分別含有4.95，1.02，1.73 g·L-1等[27-28]。劉元等[28]研究通絡救腦對AD模型大鼠腦澱粉降解酶的影響，低劑量（3 mL·kg-1）和高劑量組（4.5 mL·kg-1），分別給藥 7，14，21 d，結果用藥後，大鼠大腦皮層和海馬的胰島素降解酶和腦啡肽酶水平上調，澱粉樣蛋白斑塊降低，學習和記憶改善。
腦爾康由人參、黃芪、生地黃、何首烏、枸杞子、益智仁、川芎、丹參、葛根、石菖蒲及冰片等組成，具有益智健腦、補腎生髓、活血化瘀、調養心神之功效[29]。方中人參、黃芪補氣安神，共為君藥；益智仁、何首烏、熟地黃，健脾益氣，補腎生髓共為臣藥；丹參、川芎，活血化瘀共為佐藥；石菖蒲、冰片，開竅醒神共為使藥[30]。袁海峰等[29]研究腦爾康對AD模型大鼠海馬Aβ1-42及腦啡肽酶表達的影響，3個劑量組（60，30，15 g·kg-1·d-1）給予腦爾康連續灌胃28 d，用藥後，與模型組比較，腦爾康組大鼠學習記憶能力改善，海馬內Aβ1-42的表達下降，NEP的表達增加。